I. Osocze krwi
1. Objętość, skład, właściwości chemiczne i fizyczne
Objętość osocza odpowiada 5% masy ciała w kg (przy 70kg to 3500ml). W skład osocza wchodzi woda (91-92%) i rozpuszczone w niej substancje stałe (8-9%), a wśród nich białka, składniki nieorganiczne, składniki organiczne, produkty wydzielania wewn., przeciwciała, enzymy. Właściwości osocza:
1) ciężar właściwy – W temp. 22*C wynosi dla osocza 1,022-1,026 kg/m3
2) lepkość – [w puszach] 4-x większa od lepkości wody, zmienia się w zależności od rodzaju pokarmu i zawartości wody w nich (węglowodanowe o dużej zawartości wody ↓ tłuszczowe o małej zaw. wody ↑)
3) ciśn. osmotyczne – patrz: osmolalność osocza
4) krzepliwość – w osoczu znajduje się fibrynogen
5) przewodnictwo elektryczne
6) napięcie powierzchniowe
7) pH krwi 7,35-7,40. Utrzymanie stałego pH jest możliwe dzięki buforom i czynności płuc i nerek.
2. Elektrolity osocza: rodzaje, stężenia, znaczenie.
Osocze jest bogate w jony Na+ i Ca++, a ubogie w jony K+ i Mg++. Na+ w osoczu 135-150mmol/l, Ca++ związane w kompleksy z białkiem 2,1-2,5mmol/l, K+ 4-5mmol/l, P 0,9-2,0mmol/l w postaci fosforu estrowego, lipidowego i kwasów nukleinowych. Elektrolity wpływają na ciśnienie osmotyczne i pH krwi.
3. Osmolalność i toniczność osocza
Ciśnienie osmotyczne – ciśnienie równoważące proces osmozy i proporcjonalne do stężenia cząsteczek w nim dyfundujących. P=nRT/V
Osmolalność à n mOsm/kg wody, dla osocza 300mOsm/l wody (rzeczywista n*0,93 = 282). Główny udział: Na+ (142), K+ (4,2), Cl- (108), HCO3- (24), glukoza (5,6). Ciśnienie osmotyczne: 5443mmHg (727kPa).
Toniczność – ciśnienie osmotyczne płynów określane względem ciśn osmotycznego krwi. R-ry izotoniczne – to samo ciśn osmotyczne, to samo pH, np. NaCl 0,9%. R-ry hipertoniczne – ciśn osmotyczne wyższe niż dla osocza, np. NaCl>0,9%, płyny tkankowe (woda przechodzi z krwi do tkanek powodując ich przewodnienie), podwyższanie osmolarności osocza: mannitol, etanol, metanol, glikol etylenowy. R-ry hipotoniczne – ciśn osm niższe niż osocza, np. NaCl<0,9%, napływ wody z tkanek do osocza à odwodnienie tkanek.
4. Białka osocza: ilość, podział na frakcje, znaczenie.
Poza wodą stanowią ilościowo główny składnik osocza. Ich stęż. wynosi ok. 7,0-7,5g%. Dzielą się na albuminy (4-5g%), globuliny (2,6-3,0g%) i fibrynogen (0,3-0,5g%). Prawidłowy stosunek frakcji to: albuminy 55,2%, globuliny 38,3%, fibrynogen 6,5%. Ilościowy stosunek albumin do globulin, czyli współczynnik albuminowo-globulinowy wynosi 1,5:1 do 2:1.
Białka osocza spełniają różnorodne funkcje. Wszystkie frakcje białek osocza wywierają na śródbłonek ciśnienie onkotyczne, które wynosi ok. 25mmHg. Ciśnienie onkotyczne osocza warunkuje utrzymanie objętości wody w łożysku naczyniowych na stałym poziomie. Białka biorą udział w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej dzięki swym zdolnościom buforowym. Globuliny zwłaszcza gamma tworzą przeciwciała tzw. immunoglobuliny (IgG, A, D, E, M). Alfa i beta globuliny spełniają rolę transporterów. Do beta-g należą izoaglutyniny. Niektóre globuliny służą jako substraty i pod wpływem enzymów uwalniają subst. biologicznie czynne. Fibrynogen przekształca się we włóknik, jest niezbędny do krzepnięcia krwi. Białka osocza stanowią rezerwę w stanach głodu. Zawartość białka w osoczu podlega niewielkim wahaniom: dobowe, praca fiz, dieta. W stanach patologicznych zmiany mogą być duże (spadek po oparzeniach oraz krwotokach), przewlekłe choroby wątroby i nerek ↓ albumin, szpiczak mnogi, przewlekłe zapalenia i zakażenia, marskość wątroby ↑ gamma-g.
5. Lipidy osocza: ilość, rodzaje, znaczenie.
Zawartość 5-9g/l osocza, w okresie międzytrawiennym 95% tłuszczu występuje w postaci lipoprotein z CM. Cholestrol 3,9mmol/l, fosfolipidy 3g/l, trójglicerydy 1,5g/l. W skład lipidów wchodzą ponadto wit. ADEK, h. steroidowe oraz wolne KT. Zawartość cholesterolu we krwi 3,5-6,5mmol/l (150-200mg%). Można tu opisać mechanizm trawienia i wchłaniania tłuszczów.
6. Pozabiałkowe składniki organiczne osocza.
Organiczne substancje azotowe i nieazotowe oraz składniki nieorg. Org: węglowodany i prod. ich przemiany, prod. przemiany białkowej, prod. przemiany hemu, inne prod. wewnkom przemiany materii. Ciała azotowe: mocznik 2,7-6,7mmol/l, kw. moczowy 178-386μmol/l, AA 30-55mg/l, amoniak 23,6-41,3mmol/l, kreatynina 62-133mmol/l. Całkowity azot pozabiałkowy krwi 30-40mg%. Glukoza 3,9-6,2mmol/l osocza. Kw. mlekowy 0,4-1,7mmol/l krwi. Amoniak 24-42mmol/l osocza. Bilirubina 0,5-7mmol/l osocza, urubiligogen, kw. moczowy, kreatynina.
II. Krwinki czerwone
1. Erytropoeza i jej regulacja, narządy krwiotwórcze, znaczenie erytropoetyny iinnych hormonów, rola wit. B12, kwasu foliowego, czynnika wewnętrznego (IF)
Narządy krwiotwórcze: pęcherzyk żółtkowy, wątroba, śledziona, szpik kostny. Szpik wypełnia istotę gąbczastą kości płaskich (mostek, żebra, k. biodrowe, czaszka), trzon kręgów i jamy szpikowe przy nasadach kości długich. Z wiekiem stopniowo coraz więcej żółtego szpiku. Wszystkie kom hematopoetyczne szpiku należą do puli kom pnia, dzielących się lub dojrzewających i rezerwy szpikowej.
Etapy erytropoezy: BFU-E à CFU-E à proerytroblast à erytroblast zasadochłonny à erytroblast polichromatofilny (kwasochłonny) à retikulocyt (nie ma jądra kom.) à erytrocyt
Regulacja erytropoezy: CSF-GM, IL3,5,11, EPO, wit. B12, kw. foliowy.
Erytropoetyna – czynnikiem jest ↓ prężności O2, prod. przez nerki i wątrobę. Śródbłonek w nerkach wytwarza erytrogeninę, powoduje ona proerytropoetynogen (alfa2-globulina z wątroby) à EPO. EPO działa na kom pnia w kierunku wytwarzania proerytroblastów oraz na dalsze etapy erytropoezy. Wzrost wytwarzania EPO gdy: hipoksja, ↓ liczby RBC, ↓ objętości krwi, ↓ zawartości Hb, choroby serca i płuc.
↑ erytropoezy: androgeny, h. tarczycy, h. wzrostu, prolaktyna, angiotensyna, serotonina, noradrenalina, PG, ↓ estrogeny
Witamina B12 – stanowi warunek zmianu nukleotydów rybozowych w deoksyrybozowe. Jej brak powoduje upośledzenie dojrzewania i podziału jądra, krwinki osiągają duże rozmiary (megaloblasty i megalocyty), lecz mają mniejsze stężenie Hb. Anemia megaloblastyczna – mniej RBC i mniej Hb w mm3 krwi. Dzienne zapotrzebowanie – 1μg, potrzebny czynnik wewn (IF), wchłanianie w j. krętym, awitaminoza gdy brak IF, uchyłki jelita, tasiemczyca, wycięcie j. krętego.
Kw. foliowy – ważna rola w syntezie DNA w kom szpiku. Dzienne zapotrzebowanie 50μg, wchłanianie w 12-nicy i j. czczym. Awitaminoza gdy choroby jelit, alkoholizm, nadczynność tarczycy, zakażenia à anemia złośliwa.
2. Liczba, ogólne właściwości i znaczenie erytrocytów
Ilość RBC – 5,4 mln/mm3 u mężczyzny i 4,6mln/mm3 u kobiety.
Bezjądrzaste, dwuwklęsłe, średnica 7,5μm - (normocyty, makrocyty, mikrocyty). W krwi stojącej zwijają się w rulony. W r-rze hipotonicznym pęcznieją i pękają. Na powierzchni glikoproteiny (antygeny grupowe krwi, w błonie liczne enzymy. Błona dobrze przepuszczalna dla subst. rozp. w tłuszczach, dla wody i niektórych elektrolitów (K, HCO3, Cl), a słabo przepuszczalna dla Na i nieprepuszczalna dla białek.
Nie zawierają organelli, więc nie dzielą się i mają metabolizm beztlenowy. We wnętrzu kom. masa w 30% z Hb. Retikulocyty mogą zawierać resztki siateczki zasadochłonnej (max. 1% RBC), normalne krwinki są kwasochłonne. Zmiany wielkości (anizocytozy) i kształtu (poikilocytozy) w różnych chorobach związanych z niedokrwistością, np. anemii hemolitycznej i megaloblastycznej, talasemii, białaczkach i toksemii.
3. Hemoliza krwinek czerwonych in vivo i in vitro
In vivo: Czas życia krwinek 120dni, w miarę starzenia spada aktywność metaboliczna à błona kom. sztywna i łamliwa à rozpad krwinek
Stany patologiczne: anemia hemolityczna - nieprawidłowa Hb (czas życia skraca się do 30 a nawet 5dni) HbS à sierpowate krwinki à hemoliza,
hemoliza wewnnaczyniowa w napadach hemoglobinurii nocnej i wysiłkowej, po przetoczeniu krwi niezgodnej grupowo; ine czynniki hemolityczne: toksyny bakteryjne, jady wężów, hemolizyny (rodzaj przeciwciał).
In vitro: Pierwszy ślad hemolizy przy stęż. 0,42% NaCl, całkowita hemoliza przy 0,35%.
4. Hemoglobina: ilość, rodzaje, właściwości
Hb stanowi ok. 34g% masy krwinek, normy: 16g% Hb u mężczyzn i 14g% u kobiet. Stosunek zawartości Hb do RBC to tzw. wskaźnik barwny (norma 0,85-1,15, średnio: 1).
Hb jest zbudowana białka – globiny i barwnika - hemu. Globina składa się z 4 łańcuchów polipeptydowych, z których każdy jest połączony z grupą hemu. Hem jest zbudowany z 4 pierścieni pirolowych powiązanych razem w układ – tzw. porfirynę. W Hb występuje protoporfiryna IX, połączona w Fe2+, czyli Hb to kompleks żelazowo-porfirynowo-globinowy.
Synteza Hb wymaga: AA, Fe, Cu, Zn, Ni, Co, wit. B12, kw. foliowy, wit. B6, wit. C. Liczne enzymy mitochondrialne i cytosolowe, ujemne sprzężenie zwrotne.
Rodzaje Hb:
HbA1 – 97% u dorosłych, 2 łańcuchy α i 2 β (α2β2)
HbA2 – 2,5% u dorosłych, α2δ2
HbF – płodowa – od 6m-ca życia 0,5% u dorosłych α2γ2
HbGower2 – do 3m-ca ż.płodowego – α2ε2
HbGower1 – ξ2γ2
Nieprawidłowe: S (anemia sierpowata), C, D, E, F (anemia tarczowatokrwinkowa), H, K, M – dziedziczone recesywnie
Fe każdej cząsteczki hemu ma zdolność do nietrwałego wiązania jednej cząsteczki O2. Hb to białko allosteryczne, wysycanie HbO2 nie jest ściśle proporcjonalne do prężności O2 w środowisku (krzywa wysycenia esowata). Wiązanie tlenu z Hb odbywa się etapami, zachodzą wówczas zmiany strukturalne, które jeszcze zwiększają powinowactwo Hb do O2. ↓ powinowactwa gdy: wzrost prężności CO2, spadek pH, 2,3-BPG à oddawanie O2 do tkanek. Hb transportuje też 30% CO2 – 10% jako karbaminoHb, 20% jako HCO3. Gdy czynniki utleniające Fe2+àFe3+ (HbàmetHb). CO tworzy karboksyHb niezdolną do transportu tlenu.
5. Związki i pochodne hemoglobiny o znaczeniu fizjologicznym i klinicznym
Związki Hb: HbO2, CO2Hb, COHb
Pochodne Hb: Bilirubina jest nierozp. w wodzie, jest transportowana w osoczu w połączeniu z albuminami. Podczas przepływu zostaje przechwycona przez hepatocyty. W hepatocycie ulega sprzężeniu z kw. glukuronowym lub siarkowym, tworząc glukuronian lub siarczan bilirubiny, które są rozp. w wodzie. W tej postaci Hb jest wydzielana do żółci, w jelicie bakterie redukują ją do mezobiliruginogenu, sterkobilinogenu i sterkobiliny. Sterkobilinogen wchłania się częściowo i z krążeniem wrotnym trafia do wątroby skąd albo trafi do żółci, albo jest wydalany z moczem jako urobilinogen i urobilina. Nagromadzenie bilirubiny w osoczu powyżej 2mg% prowadzi do żółtaczki. Gdy wynika to z nadmiernego rozpadu RBC jest to żółtaczka hemolityczna, a w osoczu występuje tzw. bilirubina wolna.
6. Metabolizm żelaza
Gospodarka żelazem jest bardzo oszczędna, dzienna strata Fe u M to ok. 0,6mg, a K 0,7-1mg. Fe jest wchłaniane w jelitach tylko w postaci Fe2+, dlatego potrzebne subst. redukujące np. wit. C. Fe hemowe jest łatwo wchłanialne i ułatwia pobór Fe niehemowego. Sole Fe2+ w błonie śluzowej jelita łączy się apoferrytyną, powstaje ferrytyna magazynowana w wątrobie, śledzionie i jelitach. Wchłanianie dzienne wynosi 18mmol u M, 24mmol u K i zależy od zasobów ustrojowych a te od nasilenia erytropoezy. Gdy Fe potrzebne do erytropoezy odłącza się od apoferrytyny, w osoczu jest transportowane tworząc transferrynę, w ten sposób Fe jest dostarczane aż do mitochondriów erytroblastów. Gdy krwinka się rozpadnie uwolniona Hb jest rozkładana przez monocyty i makrofagi lub wiązana przez białka w osoczu – haptoglobina wiąże wolną Hb, a hemopeksyna hem. Kompleksy Hb w osoczu przekazują Fe transferrynie, która transportuje je do wątroby by wzbogaciło pulę ferrytynową.
Prawidłowe stęż Fe w osoczu wynosi 60-200mg%. Nadmierne ilości Fe tworzą złogi w wątrobie i trzustce (hemochromatoza).
7. Wskaźniki czerwonokrwinkowe i ich zastosowanie kliniczne.
Średnia objętość erytrocytu MCV= V krwinek (ml/l krwi) / n rbc (mln/mm3) lub =Hct*10 / n rbc (mln/mm3). Prawidłowa V krwinek to 75-95mm3
Srednia zawartość Hb MCH= Hb*10 / n rbc 9mln/mm3). Norma: 24-34pg, niskie przy mikrocytozie
Średnie stężenie krwinkowe hemoglobiny MCHC (bez względu na V krwinki) = Hb*10 / Htc. Poniżej 31% oznacza niedobrawliwość krwinek.
Ilość RBC – 5,4 mln/mm3 u mężczyzny i 4,6mln/mm3 u kobiety. Nieznaczne dobowe wahania (min w czasie snu, max podczas wysiłku), spadek z wiekiem
Hematokryt – V RBC / V krwi (BV=PV+RCV) 42 (40) u mężczyzny, 38 (36) u kobiety. ↓ niedokrwistość, ciąża, przewodnienie, choroby serca, wątroby, nerek, ↑nadkrwistość, odwodnienie.
OB – patrz: niżej
8. Zjawisko sedymentacji krwinek (OB), zastosowanie kliniczne.
Szybkość opadania krwinek zależy głównie od stosunku albumin do globulin.
Spadek OB gdy:
- ↑ stęż. albumin i ↓ stęż. alfa2- i gamma-globulin w osoczu
- sferocytoza
- zagęszczenie erytrocytów
- ↑ ładunku erytrocytów
- ↑ T i ↓ stosunku lecytyna:cholesterol
W warunkach prawidłowych OB po pierwszej godzinie wynosi 6mm w mężczyzn, 8mm u kobiet. Zwiększenie OB: w ciąży, po obfitym posiłku, po wysiłku fiz., w stanach pobudzenia emocjonalnego; stany patologiczne: gruźlica, choroba reumatyczna, nowotwory złośliwe, ostre stany zapalne.
janusz692